CN111561360A - 一种热电联产机组运行区域的测试方法及*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种热电联产机组运行区域的测试方法及***,其方法包括:产生控制指令开启蒸汽扩容器调节阀前截止阀和蒸汽扩容器调节阀后截止阀;基于蒸汽扩容器温度测量仪获取蒸汽扩容器上的温度;控制抽气管道上的截止阀和调节阀,维持供热蒸汽联箱温度值和供热蒸汽联箱的压力值达到热用户供热需求值;控制热用户供气调节阀,使得供气流量值达到不同的测量流量值,基于发电机组电功率测试仪获取当前的发电机组电功率值;基于所述测量流量值和所对应的发电机组电功率值获取到所对应的供热蒸汽流量与电功率运行区域图。在本发明实施例中达到时既保障机组供热需求,同时又充分发挥机组电力调峰能力,增强改造后发电机组供热与电功率实时调节灵活性。
Description
技术领域
本发明涉及电力技术领域,尤其涉及一种热电联产机组运行区域的测试方法及***。
背景技术
响应国家节能环保政策要求,工业小锅炉已经逐渐淘汰,取而代之的是将周边凝汽式发电机组进行改造,通过抽汽实现对用热企业的供应蒸汽。从汽轮机本体打孔抽汽存在工艺复杂、工程量大、时间长等问题,广泛采用从汽轮机中压缸联通管、高压缸排汽管(即再热器冷段)打孔抽汽的方法。中压缸联通管抽汽供热适用于压力低、温度要求不高、但用汽量大的热用户,再热器冷段抽汽适用于压力高、温度高的热用户,两种抽汽供热方式均可在汽轮机本体不作任何改造的情况下实现既发电又向外输送蒸汽供热,能满足大多数用户企业的蒸汽参数要求,因而得到了广泛应用。然而纯凝汽式汽轮发电机组供热改造后,无法准确撑握机组的供热蒸汽流量和电功率之间相互关联的安全运行区域,电网调度部门无法根据供热流量对机组上网电功率进行有效调度,机组运行人员也无法根据当前电功率有效调控供热蒸汽流量。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,本发明提供了一种热电联产机组运行区域的测试方法及***,解决了现有无法根据供热流量对机组上网电功率进行有效调度问题,达到时既保障机组供热测试需求,同时又充分发挥机组电力调峰能力,增强改造后发电机组供热与电功率实时调节灵活性。
为了解决上述技术问题,本发明实施例提供了一种热电联产机组运行区域的测试方法,所述热电联产机组包括:锅炉、汽轮机高压缸、汽轮机中压缸、汽轮机低压缸、发电机组、凝汽器、发电机组电功率测试仪、供热蒸汽联箱和蒸汽扩容器,其中:所述锅炉和所述汽轮机高压缸基于供汽管道连接着,所述锅炉和所述汽轮机中压缸基于供汽管道连接着,所述汽轮机高压缸和所述汽轮机中压缸基于供汽管道连接着,所述汽轮机中压缸和所述汽轮机低压缸基于供汽管道连接着;所述汽轮机低压缸处设置有所述发电机组和所述凝汽器;所述凝汽器包括汽室和水室,所述水室连接有凝结水母管;所述供热蒸汽联箱通过抽汽管道连接至汽轮机抽汽口,所述供热蒸汽联箱通过第八供汽管道中的一路供给用户,一路与所述蒸汽扩容器连接;所述蒸汽扩容器通过一路管道连接至所述汽室,通过一路管道连接至所述水室;所述凝结水母管一路用于排水,一路连接至所述蒸汽扩容器;所述发电机组上的每一个发电机定子连接有电压转换器和电流转换器,所述电压转换器的输出端连接着所述发电机组电功率测试仪,所述电流转换器的输出端连接着所述发电机组电功率测试仪,基于所述热电联产机组的测试方法包括以下步骤:
产生控制指令开启蒸汽扩容器调节阀前截止阀和蒸汽扩容器调节阀后截止阀;
基于蒸汽扩容器温度测量仪获取蒸汽扩容器上的温度;
判断所述蒸汽扩容器上的温度值是否超过预设温度值,并控制喷水减温调节阀的开启和闭合使得述蒸汽扩容器上的温度值不超过所述预设温度值;
控制抽气管道上的截止阀和调节阀,维持供热蒸汽联箱温度值和供热蒸汽联箱的压力值达到热用户供热需求值;
控制热用户供气调节阀,使得供气流量值达到不同的测量流量值,基于发电机组电功率测试仪获取当前的发电机组电功率值;
基于所述测量流量值和所对应的发电机组电功率值获取到所对应的供热蒸汽流量与电功率运行区域图。
所述基于所述测量流量值和所对应的发电机组电功率值获取到所对应的供热蒸汽流量与电功率运行区域图之后还包括:
基于供热蒸汽流量与电功率运行区域图生成所对应的调度指令,并基于所述调度指令完成相应的调度控制。
所述控制喷水减温调节阀的开启和闭合使得述蒸汽扩容器上的温度值不超过所述预设温度值之后还包括:
控制开启供汽联箱排污阀排尽供热蒸汽联箱内积水。
所述控制抽气管道上的截止阀和调节阀,维持供热蒸汽联箱温度值和供热蒸汽联箱的压力值达到热用户供热需求值包括:
控制开启抽汽调节阀前截止阀、抽汽调节阀后截止阀,开启抽汽调节阀的5%开度,基于供热蒸汽联箱蒸汽温度测量装置测量显示值达用户供热需求值时,逐步开启抽汽调节阀直至全开,使供热蒸汽联箱蒸汽压力测量装置显示的蒸汽联箱压力值维持为在热用户供热需求值;开启供汽调节阀前截止阀、供汽调节阀后截止阀。
所述控制热用户供气调节阀,使得供气流量值达到不同的测量流量值,基于发电机组电功率测试仪获取当前的发电机组电功率值包括:
开启热用户供汽调节阀,当供汽流量测试仪显示值为15t/h时,将运行工况保持稳定,设置蒸汽扩容器调节阀实时自动调节保持当前供汽流量测试仪显示值,记录发电机组电功率测试仪的显示值,记录时间为10min,记录周期为30ms;
继续开启供汽调节阀,供汽流量测试仪显示值每提升30t/h时,将运行工况保持稳定,全开蒸汽扩容器调节阀前截止阀和蒸汽扩容器调节阀后截止阀,设置蒸汽扩容器调节阀实时自动调节保持当前供汽流量测试仪显示值,记录测量发电机组电功率的发电机组电功率测试仪的显示值,记录时间为10min,记录周期为30ms。
所述控制热用户供气调节阀,使得供气流量值达到不同的测量流量值,基于发电机组电功率测试仪获取当前的发电机组电功率值包括:
当对热用户供汽流量进行控制的供汽调节阀全开、抽汽调节阀全开后,逐浙开大汽轮机调节阀直至全开,进入汽轮机蒸汽流量增大,发电机电功率相应提高,通过全开的热用户供汽调节阀向外供汽流量增大,供汽流量测试仪显示值每提升30t/h时,将运行工况保持稳定,设置蒸汽扩容器调节阀实时自动调节保持当前供汽流量测试仪显示值,记录测量发电机组电功率的功率变送器显示值,记录时间为10min,记录周期为30ms。
所述控制热用户供气调节阀,使得供气流量值达到不同的测量流量值,基于发电机组电功率测试仪获取当前的发电机组电功率值包括:
当汽轮机调节阀全开后保持不变,逐浙关小热用户供汽调节阀,同时实时调整抽汽调节阀的开度,使供热蒸汽联箱蒸汽压力测量装置显示的蒸汽联箱压力值维持为0.4MPa;
供汽流量计显示值每降低30t/h时,将运行工况保持稳定,设置扩容器调节阀实时自动调节保持当前供汽流量计显示值,记录测量发电机组电功率的发电机组电功率测试仪的显示值,记录时间为10min,记录周期为30ms。
所述控制热用户供气调节阀,使得供气流量值达到不同的测量流量值,基于发电机组电功率测试仪获取当前的发电机组电功率值包括:
通过逐浙关闭热用户供汽调节阀,实时调整关小抽汽调节阀的开度,直到热用户供汽调节阀和抽汽调节阀全关,获取机组带最大电功率。
相应的,本发明实施例还提供了一种热电联产机组运行区域的测试***,其特征在于,所述热电联产机组包括:锅炉、汽轮机高压缸、汽轮机中压缸、汽轮机低压缸、发电机组、凝汽器、发电机组电功率测试仪、供热蒸汽联箱和蒸汽扩容器,其中:所述锅炉和所述汽轮机高压缸基于供汽管道连接着,所述锅炉和所述汽轮机中压缸基于供汽管道连接着,所述汽轮机高压缸和所述汽轮机中压缸基于供汽管道连接着,所述汽轮机中压缸和所述汽轮机低压缸基于供汽管道连接着;所述汽轮机低压缸处设置有所述发电机组和所述凝汽器;所述凝汽器包括汽室和水室,所述水室连接有凝结水母管;所述供热蒸汽联箱通过抽汽管道连接至汽轮机抽汽口,所述供热蒸汽联箱通过第八供汽管道中的一路供给用户,一路与所述蒸汽扩容器连接;所述蒸汽扩容器通过一路管道连接至所述汽室,通过一路管道连接至所述水室;所述凝结水母管一路用于排水,一路连接至所述蒸汽扩容器;所述发电机组上的每一个发电机定子连接有电压转换器和电流转换器,所述电压转换器的输出端连接着所述发电机组电功率测试仪,所述电流转换器的输出端连接着所述发电机组电功率测试仪,所述测试***用于执行以上所述的方法。
在本发明实施例中,基于该方法和******可以完成抽汽供热发电机组供热量与电功率运行区域的准确测试,获得供热量与电功率运行区域后,可以有效指导电网调度部门在保障供热的情况下对发电机电功率的调控,将供热机组深度参与电网峰谷调节,大规模消纳水、风、光、核等清洁能源;同时抽汽供热发电机组运行人员也可在保障电功率的条件下,灵活向热用户供热,满足用热企业的正常生产。抽汽供热发电机组供热量与电功率运行区域的准确测试过程中,当热用户对供热蒸汽流量不可调节的情况下,该发明提出采用蒸汽扩容器22对供热蒸汽分流的方法,可以灵活调节供热蒸汽联箱6向外供热蒸汽流量,通过测试过程中实现不影响用热企业的正常生产,也能为运行人员提供调度参考信息,同时又将蒸汽工质回收利用,避免蒸汽工质不回收造成的经济损失。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见的,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明实施例中的热电联产机组运行区域测试***结构示意图;
图2是本发明实施例中的热电联产机组运行区域的测试方法流程图;
图3是本发明实施例中的不同电功率对应的供热蒸汽流量范围示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
具体的,图1示出了本发明实施例中的热电联产机组运行区域测试***结构示意图,所述热电联产机组包括:锅炉36、汽轮机高压缸37、汽轮机中压缸38、汽轮机低压缸39、发电机组29、凝汽器31、发电机组电功率测试仪27、供热蒸汽联箱6和蒸汽扩容器22。
具体的,锅炉36由管道361供给来源,锅炉36和汽轮机高压缸37基于供汽管道连接着,锅炉36和汽轮机中压缸38基于供汽管道连接着,汽轮机高压缸37和汽轮机中压缸38基于供汽管道连接着,汽轮机中压缸38和所述汽轮机低压缸39基于供汽管道连接着;汽轮机低压缸39处设置有发电机组29和凝汽器31;凝汽器31包括汽室311和水室312,所述水室312连接有凝结水母管32;该供热蒸汽联箱6通过抽汽管道34连接至汽轮机抽汽口,该供热蒸汽联箱6通过第八供汽管道33中的一路供给用户,一路与所述蒸汽扩容器22连接;该蒸汽扩容器22通过一路管道连接至所述汽室311,通过一路管道连接至所述水室312;所述凝结水母管32一路用于排水,一路连接至所述蒸汽扩容器22;发电机组29上的每一个发电机定子连接有电压转换器28和电流转换器30,电压转换器28的输出端连接着发电机组电功率测试仪27,电流转换器30的输出端连接着发电机组电功率测试仪27。
具体的,抽汽管道34上设置有抽汽压力测量装置1,抽汽温度测量装置2,抽汽调节阀前截止阀3,抽汽调节阀4,抽汽调节阀后截止阀5,其中:供热蒸汽联箱6与抽汽调节阀后截止阀5、抽汽调节阀4、抽汽调节阀前截止阀3通过抽汽管道34与汽轮机抽汽口连接;抽汽调节阀后截止阀5与汽轮机抽汽口之间的管道上安装有抽汽压力测量装置1和抽汽温度测量装置2。汽轮机抽气口位于第六供汽管道381上,汽轮机抽气口所吸取的供热蒸汽由汽轮机中压缸38向汽轮机低压缸39供给蒸汽的管道线路上。
具体的,第八供汽管道33上设置有供汽调节阀前截止阀7,供汽调节阀8,供汽调节阀后截止阀9,供热蒸汽压力测量装置10,供热蒸汽温度测量装置11,供汽流量测试仪12,供汽流量节流孔板13,供汽流量节流孔板13安装置于所述第八供汽管道33的水平直管段上;所述汽流量节流孔板13前安装有供热蒸汽温度测量装置11和供热蒸汽压力测量装置10。这里的供热蒸汽联箱6与供汽调节阀前截止阀7、供汽调节阀8、供汽调节阀后截止阀9通过供汽管道33连接,供汽管道33上安装有包括供汽流量节流孔板13和供汽流量测试仪12的供汽流量测量装置;供汽流量节流孔板13安装置于水平直管段上;汽流量节流孔板13前安装有供热蒸汽温度测量装置11和供热蒸汽压力测量装置10。
具体的,该第八供汽管道33基于供气子管道331经过蒸汽扩容器调节阀前截止阀17、蒸汽扩容器调节阀19、蒸汽扩容器调节阀后截止阀20与蒸汽扩容器22相连接。第八供汽管道33一路可以直接为用户提供热能,一路可以为蒸汽扩容器22提供蒸汽热能。
具体的,所述蒸汽扩容器22上部通过蒸汽管道223与凝汽器31的汽室311相连接,未凝结成水的蒸汽通过蒸汽管道223进入凝汽器31的汽室311经冷却凝结成水后回收再利用;蒸汽扩容器22下部通过流水管道222与凝汽器31的水室312相连接,进入蒸汽扩容器22的蒸汽受喷水减温凝结水冷却凝结成水后一起流入凝汽器31的水室312再回收利用。凝汽器31所连接的凝结水母管32上设置有凝结水泵25和凝结水逆止阀24,所述蒸汽扩容器22经喷水减温调节阀23连接着所述凝结水逆止阀24,通过此结构设置喷水减温凝结水来自逆止阀24后的凝结水母管32,经喷水减温调节阀23进入蒸汽扩容器22,凝结水母管32内的凝结水来自经过凝结水泵25升压的凝汽器中的凝结水。
具体的,供热蒸汽联箱6上设置有供热蒸汽联箱蒸汽压力测量装置14、以及供热蒸汽联箱上设置有供热蒸汽联箱蒸汽温度测量装置15,所述供热蒸汽联箱上设置有安全阀16。在供热蒸汽联箱6上安装有安全阀16、供热蒸汽联箱蒸汽温度测量装置15、供热蒸汽联箱蒸汽压力测量装置14,该过压安全阀16作为供热蒸汽联箱6的超压保护装置,超过压力安全值时供热蒸汽联箱6对空排汽降压以防止供热蒸汽联箱6超压损坏。
具体的,该供热蒸汽联箱6设置有供汽联箱排污管道611,供汽联箱排污管道611上设置有供汽联箱排污阀18,供汽联箱排污管道611可以实现排污处理,供汽联箱排污阀18可以供操作控制完成对外排污过程。
具体的,锅炉36通过第一供汽管道365连接至汽轮机高压缸37,以及通过第二供汽管道366连接至汽轮机中压缸38;汽轮机高压缸37基于第三供汽管道362连接至锅炉36,汽轮机高压缸37与汽轮机中压缸38基于第四供汽管道369连接;汽轮机中压缸38基于第五供汽管道382和第六供汽管道381连接着汽轮机低压缸39。
具体的,第一供汽管道365上设置有第一截止阀367和第一汽轮机调节阀35,截止阀367和第一汽轮机调节阀35可以实现第一供汽管道365上锅炉36对汽轮机高压缸37的气体流量调节功能。
具体的,第二供汽管道366上设置有第二汽轮机调节阀360,第二汽轮机调节阀360可以实现第二供汽管道366上锅炉36对汽轮机高压缸37的气体流量调节功能。
具体的,第三供汽管道362上设置有两路逆止阀供汽管道,两路逆止阀供汽管道上设置有第一高压缸逆止阀368和第二高压缸逆止阀370,该两路逆止阀供汽管道基于并联方式连接着汽轮机高压缸37,第三供汽管道362由所述两路逆止阀供汽管道并联输出至一路供汽管道连接至所述锅炉36。
具体的,第一供汽管道365和所述第三供汽管道362之间设置有第三汽轮机调节阀364,该第三汽轮机调节阀位于第七供汽管道364上,第七供汽管道364一端连接在第一供汽管道365上,一端连接在第三供汽管道362上。
具体的,该凝汽器包括汽室311和水室312,该水室连接有凝结水母管32,凝结水母32上设置有凝结水泵25和凝结水逆止阀24,基于凝结水母管32和凝结水泵25可以实现对水室312中的凝结水进行排放功能,凝结水逆止阀24可以阻止水逆向基于凝结水母管32进入水室312。
具体实施过程中,抽汽温度测量装置2和供热蒸汽温度测量装置11采用E型热电偶;抽汽压力测量装置1和供热蒸汽压力测量装置10采用EJA或Rosemount系列压力变送器;供汽流量节流孔板13采用角接取压或法兰取压标准孔板;抽汽调节阀前截止阀3、供汽调节阀前截止阀7、供汽调节阀后截止阀9、蒸汽扩容器调节阀前截止阀17、供汽联箱排污阀18、蒸汽扩容器调节阀后截止阀20采用波纹管截止阀;供汽流量测试仪12采用EJA或Rosemount系列流量差压变送器,分别实现温度、压力、流量信号向电信号的转换;抽汽调节阀4、供汽调节阀8、蒸汽扩容器调节阀19采用气动调节阀或电动调节阀;安全阀16可采用脉冲式安全阀。
这里的发电机组电功率测试仪27采用FPW-301型功率变送器,这里具有检测功能的热电联产机组还包括数据采集与控制模块26,所述数据采集与控制模块26与所述发电机组功率测试仪27连接,所述数据采集与控制模块26采用OVATION分散控制***。该电流转换器30可以将发电机定子291输出的电流转换后输送至发电机组电功率测试仪27,电压转换器28将发电机定子291输出的电压转换后输送至发电机组电功率测试仪27,发电机组电功率测试仪27输出的功率直流电压信号送至数据采集与控制模块26,数据采集与控制模块26将接入的电信号转换为数字量,实现计算与控制功能。通过在发电机组上每个发电机定子上设置电流转换器和电压转换器可以实时把发电机组上的电流、电压等数据采集到,使得发电组的电功率相关参数能实时被电网调度部门所获取到,方便基于电功率组进行有效调度。电流转换器具有将高大电流转换成可测量的小电流信号,使得基于FPW-301型功率变送器可以方便采集到小电流信号,电压转换器具有将高电压转换成可测量的低电压信号,使得基于FPW-301型功率变送器可以方便采集到低电压信号,发电机组电功率测试仪可以将相关所获取的功率参数信号发送到数据采集与控制模块中,使得相关调度人员可以实时了解相关数据信息,方便基于电功率组进行有效调度。
在本发明实施例中,该实施例可以完成抽汽供热发电机组供热量的数据测量,获得供热量数据之后,可以有效指导电网调度部门在保障供热的情况下对发电机机组的调度功能,将供热机组深度参与电网峰谷调节,大规模消纳水、风、光、核等清洁能源;在相应的调度过程中,可以灵活向热用户供热,满足用热企业的正常生产。当热用户对供热蒸汽流量不可调节的情况下,可以采用蒸汽扩容器对供热蒸汽分流的方法,可以灵活调节供热蒸汽联箱向外供热蒸汽流量,实现不影响用热企业的正常生产,同时又将蒸汽工质回收利用,避免蒸汽工质不回收造成的经济损失。
图2示出了本发明实施例中的热电联产机组运行区域的测试方法流程图,基于图1所示的热电联产机组运行区域测试***,其具体方法步骤如下:
S201、产生控制指令开启蒸汽扩容器调节阀前截止阀和蒸汽扩容器调节阀后截止阀;
S202、基于蒸汽扩容器温度测量仪获取蒸汽扩容器上的温度;
S203、判断所述蒸汽扩容器上的温度值是否超过预设温度值,并控制喷水减温调节阀的开启和闭合使得述蒸汽扩容器上的温度值不超过所述预设温度值;
这里所述控制喷水减温调节阀的开启和闭合使得述蒸汽扩容器上的温度值不超过所述预设温度值之后还包括:控制开启供汽联箱排污阀排尽供热蒸汽联箱内积水。
S204、控制抽气管道上的截止阀和调节阀,维持供热蒸汽联箱温度值和供热蒸汽联箱的压力值达到热用户供热需求值;
这里所述控制抽气管道上的截止阀和调节阀,维持供热蒸汽联箱温度值和供热蒸汽联箱的压力值达到热用户供热需求值包括:控制开启抽汽调节阀前截止阀、抽汽调节阀后截止阀,开启抽汽调节阀的5%开度,基于供热蒸汽联箱蒸汽温度测量装置测量显示值达用户供热需求值时,逐步开启抽汽调节阀直至全开,使供热蒸汽联箱蒸汽压力测量装置显示的蒸汽联箱压力值维持为在热用户供热需求值;开启供汽调节阀前截止阀、供汽调节阀后截止阀。
S205、控制热用户供气调节阀,使得供气流量值达到不同的测量流量值,基于发电机组电功率测试仪获取当前的发电机组电功率值;
具体的,开启热用户供汽调节阀,当供汽流量测试仪显示值为15t/h时,将运行工况保持稳定,设置蒸汽扩容器调节阀实时自动调节保持当前供汽流量测试仪显示值,记录发电机组电功率测试仪的显示值,记录时间为10min,记录周期为30ms;
继续开启供汽调节阀,供汽流量测试仪显示值每提升30t/h时,将运行工况保持稳定,全开蒸汽扩容器调节阀前截止阀和蒸汽扩容器调节阀后截止阀,设置蒸汽扩容器调节阀实时自动调节保持当前供汽流量测试仪显示值,记录测量发电机组电功率的发电机组电功率测试仪的显示值,记录时间为10min,记录周期为30ms。
具体的,当对热用户供汽流量进行控制的供汽调节阀全开、抽汽调节阀全开后,逐浙开大汽轮机调节阀直至全开,进入汽轮机蒸汽流量增大,发电机电功率相应提高,通过全开的热用户供汽调节阀向外供汽流量增大,供汽流量测试仪显示值每提升30t/h时,将运行工况保持稳定,设置蒸汽扩容器调节阀实时自动调节保持当前供汽流量测试仪显示值,记录测量发电机组电功率的功率变送器显示值,记录时间为10min,记录周期为30ms。
具体的,当汽轮机调节阀全开后保持不变,逐浙关小热用户供汽调节阀,同时实时调整抽汽调节阀的开度,使供热蒸汽联箱蒸汽压力测量装置显示的蒸汽联箱压力值维持为0.4MPa;
供汽流量计显示值每降低30t/h时,将运行工况保持稳定,设置扩容器调节阀实时自动调节保持当前供汽流量计显示值,记录测量发电机组电功率的发电机组电功率测试仪的显示值,记录时间为10min,记录周期为30ms。
具体的,通过逐浙关闭热用户供汽调节阀,实时调整关小抽汽调节阀的开度,直到热用户供汽调节阀和抽汽调节阀全关,获取机组带最大电功率。
S206、基于所述测量流量值和所对应的发电机组电功率值获取到所对应的供热蒸汽流量与电功率运行区域图;
具体的,数据采集与控制模块基于预设程序产生控制指令以及获取发电机组电功率测试仪上的数据值,并基于测量流量值和所对应的发电机组电功率值获取到所对应的供热蒸汽流量与电功率运行区域图,数据采集与控制模块可以产生相应控制指令完成对截止阀和调节阀的控制、各自仪器数据值的获取过程,并基于数据值自适应控制过程,并基于预设环境参数和时间参数进行数据采集过程。
S207、基于供热蒸汽流量与电功率运行区域图生成所对应的调度指令,并基于所述调度指令完成相应的调度控制。
需要说明的是,这里的发电机组电功率测试仪27采用FPW-301型功率变送器,这里具有检测功能的热电联产机组还包括数据采集与控制模块26,所述数据采集与控制模块26与所述发电机组功率测试仪27连接,所述数据采集与控制模块26采用OVATION分散控制***。该电流转换器30可以将发电机定子291输出的电流转换后输送至发电机组电功率测试仪27,电压转换器28将发电机定子291输出的电压转换后输送至发电机组电功率测试仪27,发电机组电功率测试仪27输出的功率直流电压信号送至数据采集与控制模块26,数据采集与控制模块26将接入的电信号转换为数字量,实现计算与控制功能。通过在发电机组上每个发电机定子上设置电流转换器和电压转换器可以实时把发电机组上的电流、电压等数据采集到,使得发电组的电功率相关参数能实时被电网调度部门所获取到,方便基于电功率组进行有效调度。电流转换器具有将高大电流转换成可测量的小电流信号,使得基于FPW-301型功率变送器可以方便采集到小电流信号,电压转换器具有将高电压转换成可测量的低电压信号,使得基于FPW-301型功率变送器可以方便采集到低电压信号,发电机组电功率测试仪可以将相关所获取的功率参数信号发送到数据采集与控制模块中,通过数据采集与控制模块产生相应的调度指令使得相关调度人员可以实时了解相关数据信息,方便基于电功率组进行有效调度。
针对300MW单抽供热机组具体实施例如下:
针对300MW单抽供热机组,型号为C240/N300-16.7/538/538/0.4,额定纯凝功率为300MW,汽轮机低压缸最小排汽流量为150t/h,当供热机组未抽汽时,为确保锅炉稳定运行,发电机组的电功率不能低于153MW。87438747热电联产机组运行区域测试***采用的蒸汽扩容器设计其所能承受的最高温度为365℃,工作压力为4.0MPa。材质:筒身为20R(GB6654),封头为20R(GB6654),冷却水为凝结水泵出口的凝结水,供热蒸汽联箱6设计压力为1.2MPa、350℃。依据本发明测试方法,测试不同抽汽量所对应的发电机组电功率可调节范围。
基于图1所示的机组运行方式及供热***调控与测试步骤如下:
(1)供热***未投入运行。发电供热机组的锅炉处于最低稳燃状态,发电机带最低电功率负荷,观察机组供汽蒸汽的温度和压力等参数是否达到热用户供汽要求,否则逐步提高机组电功率使参数达到要求。本实施例发电供热机组的锅炉处于最低稳燃状态,发电机带最低电功率负荷为153MW,中低压缸联通管抽汽管上的抽汽压力测量装置1和抽汽温度测量装置2显示值分别为0.4MPa、326.9℃,已达到热用户供汽要求0.4MPa、280℃。开启蒸汽扩容器调节阀前截止阀17和蒸汽扩容器调节阀后截止阀20;喷水减温调节阀23根据蒸汽扩容器温度测量仪21的测试值进行自动开启或关闭保持扩容器腔室温度蒸汽不超过80℃。
(2)开启供汽联箱排污阀18,排尽供汽联箱内积水;开启抽汽调节阀前截止阀3、抽汽调节阀后截止阀5,开启抽汽调节阀4的开度5%,当供热蒸汽联箱蒸汽温度测量装置15测量显示值达280℃时,逐步开启抽汽调节阀4直至全开,使供热蒸汽联箱蒸汽压力测量装置14显示的蒸汽联箱压力值维持为0.4MPa;开启供汽调节阀前截止阀7、供汽调节阀后截止阀8,此时开启供汽调节阀8即可向外供汽;关闭供汽联箱排污手动阀18,供热***具备即已投入运行。
(3)开启热用户供汽调节阀8,当供汽流量测试仪12显示值为15t/h时,将运行工况保持稳定,设置蒸汽扩容器调节阀19实时自动调节保持当前供汽流量测试仪12显示值,记录发电机组电功率测试仪29的显示值,记录时间为10min,记录周期为30ms。继续开启供汽调节阀8,供汽流量测试仪12显示值每提升30t/h时,将运行工况保持稳定,全开蒸汽扩容器调节阀前截止阀17和蒸汽扩容器调节阀后截止阀20,设置蒸汽扩容器调节阀19实时自动调节保持当前供汽流量测试仪12显示值,记录测量发电机组电功率的发电机组电功率测试仪27的显示值,记录时间为10min,记录周期为30ms。
(4)当对热用户供汽流量进行控制的供汽调节阀8全开、抽汽调节阀4也全开后,逐浙开大汽轮机调节阀35直至全开,进入汽轮机蒸汽流量增大,发电机电功率相应提高,通过全开的热用户供汽调节阀8向外供汽流量增大,供汽流量测试仪12显示值每提升30t/h时,将运行工况保持稳定,设置蒸汽扩容器调节阀19实时自动调节保持当前供汽流量测试仪12显示值,记录测量发电机组电功率的功率变送器27显示值,记录时间为10min,记录周期为30ms。
(5)当汽轮机调节阀35全开后保持不变,逐浙关小热用户供汽调节阀8,同时实时调整抽汽调节阀4的开度,使供热蒸汽联箱蒸汽压力测量装置14显示的蒸汽联箱压力值维持为0.4MPa;供汽流量计12显示值每降低30t/h时,将运行工况保持稳定,设置扩容器调节阀19实时自动调节保持当前供汽流量计12显示值,记录测量发电机组电功率的发电机组电功率测试仪27的显示值,记录时间为10min,记录周期为30ms。
(6)通过逐浙关闭热用户供汽调节阀8,实时调整关小抽汽调节阀4的开度,直到热用户供汽调节阀8和抽汽调节阀4全关,即机组停止向外供汽,机组带最大电功率,测试过程结束。
试验测试数据经取算术平均处理后如表1所示,由表1可得供热蒸汽流量与电功率运行区域,如图3,图3可直观了解到不同电功率对应的供热蒸汽流量范围,或不同供热蒸汽流量对应的电功率范围。
表1测试结果数据表
综上,该***可以完成抽汽供热发电机组供热量与电功率运行区域的准确测试,获得供热量与电功率运行区域后,可以有效指导电网调度部门在保障供热的情况下对发电机电功率的调控,将供热机组深度参与电网峰谷调节,大规模消纳水、风、光、核等清洁能源;同时抽汽供热发电机组运行人员也可在保障电功率的条件下,灵活向热用户供热,满足用热企业的正常生产。抽汽供热发电机组供热量与电功率运行区域的准确测试过程中,当热用户对供热蒸汽流量不可调节的情况下,该发明提出采用蒸汽扩容器22对供热蒸汽分流的方法,可以灵活调节供热蒸汽联箱6向外供热蒸汽流量,测试过程中实现不影响用热企业的正常生产,同时又将蒸汽工质回收利用,避免蒸汽工质不回收造成的经济损失。
以上对本发明实施例进行了详细介绍,本文中应采用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (9)
1.一种热电联产机组运行区域的测试方法,其特征在于,所述热电联产机组包括:锅炉、汽轮机高压缸、汽轮机中压缸、汽轮机低压缸、发电机组、凝汽器、发电机组电功率测试仪和数据采集与控制模块、供热蒸汽联箱和蒸汽扩容器,其中:所述锅炉和所述汽轮机高压缸基于供汽管道连接着,所述锅炉和所述汽轮机中压缸基于供汽管道连接着,所述汽轮机高压缸和所述汽轮机中压缸基于供汽管道连接着,所述汽轮机中压缸和所述汽轮机低压缸基于供汽管道连接着;所述汽轮机低压缸处设置有所述发电机组和所述凝汽器;所述凝汽器包括汽室和水室,所述水室连接有凝结水母管;所述供热蒸汽联箱通过抽汽管道连接至汽轮机抽汽口,所述供热蒸汽联箱通过第八供汽管道中的一路供给用户,一路与所述蒸汽扩容器连接;所述蒸汽扩容器通过一路管道连接至所述汽室,通过一路管道连接至所述水室;所述凝结水母管一路用于排水,一路连接至所述蒸汽扩容器;所述发电机组上的每一个发电机定子连接有电压转换器和电流转换器,所述电压转换器的输出端连接着所述发电机组电功率测试仪,所述电流转换器的输出端连接着所述发电机组电功率测试仪,所述数据采集与控制模块产生控制指令以及获取发电机组电功率测试仪上的数据值,基于所述热电联产机组的测试方法包括以下步骤:
产生控制指令开启蒸汽扩容器调节阀前截止阀和蒸汽扩容器调节阀后截止阀;
基于蒸汽扩容器温度测量仪获取蒸汽扩容器上的温度;
判断所述蒸汽扩容器上的温度值是否超过预设温度值,并控制喷水减温调节阀的开启和闭合使得述蒸汽扩容器上的温度值不超过所述预设温度值;
控制抽气管道上的截止阀和调节阀,维持供热蒸汽联箱温度值和供热蒸汽联箱的压力值达到热用户供热需求值;
控制热用户供气调节阀,使得供气流量值达到不同的测量流量值,基于发电机组电功率测试仪获取当前的发电机组电功率值;
基于所述测量流量值和所对应的发电机组电功率值获取到所对应的供热蒸汽流量与电功率运行区域图。
2.如权利要求1所述的热电联产机组运行区域的测试方法,其特征在于,所述基于所述测量流量值和所对应的发电机组电功率值获取到所对应的供热蒸汽流量与电功率运行区域图之后还包括:
基于供热蒸汽流量与电功率运行区域图生成所对应的调度指令,并基于所述调度指令完成相应的调度控制。
3.如权利要求1所述的热电联产机组运行区域的测试方法,其特征在于,所述控制喷水减温调节阀的开启和闭合使得述蒸汽扩容器上的温度值不超过所述预设温度值之后还包括:
控制开启供汽联箱排污阀排尽供热蒸汽联箱内积水。
4.如权利要求1所述的热电联产机组运行区域的测试方法,其特征在于,所述控制抽气管道上的截止阀和调节阀,维持供热蒸汽联箱温度值和供热蒸汽联箱的压力值达到热用户供热需求值包括:
控制开启抽汽调节阀前截止阀、抽汽调节阀后截止阀,开启抽汽调节阀的5%开度,基于供热蒸汽联箱蒸汽温度测量装置测量显示值达用户供热需求值时,逐步开启抽汽调节阀直至全开,使供热蒸汽联箱蒸汽压力测量装置显示的蒸汽联箱压力值维持为在热用户供热需求值;开启供汽调节阀前截止阀、供汽调节阀后截止阀。
5.如权利要求1至4任一项所述的热电联产机组运行区域的测试方法,其特征在于,所述控制热用户供气调节阀,使得供气流量值达到不同的测量流量值,基于发电机组电功率测试仪获取当前的发电机组电功率值包括:
开启热用户供汽调节阀,当供汽流量测试仪显示值为15t/h时,将运行工况保持稳定,设置蒸汽扩容器调节阀实时自动调节保持当前供汽流量测试仪显示值,记录发电机组电功率测试仪的显示值,记录时间为10min,记录周期为30ms;
继续开启供汽调节阀,供汽流量测试仪显示值每提升30t/h时,将运行工况保持稳定,全开蒸汽扩容器调节阀前截止阀和蒸汽扩容器调节阀后截止阀,设置蒸汽扩容器调节阀实时自动调节保持当前供汽流量测试仪显示值,记录测量发电机组电功率的发电机组电功率测试仪的显示值,记录时间为10min,记录周期为30ms。
6.如权利要求5所述的热电联产机组运行区域的测试方法,其特征在于,所述控制热用户供气调节阀,使得供气流量值达到不同的测量流量值,基于发电机组电功率测试仪获取当前的发电机组电功率值包括:
当对热用户供汽流量进行控制的供汽调节阀全开、抽汽调节阀全开后,逐浙开大汽轮机调节阀直至全开,进入汽轮机蒸汽流量增大,发电机电功率相应提高,通过全开的热用户供汽调节阀向外供汽流量增大,供汽流量测试仪显示值每提升30t/h时,将运行工况保持稳定,设置蒸汽扩容器调节阀实时自动调节保持当前供汽流量测试仪显示值,记录测量发电机组电功率的功率变送器显示值,记录时间为10min,记录周期为30ms。
7.如权利要求6所述的热电联产机组运行区域的测试方法,其特征在于,所述控制热用户供气调节阀,使得供气流量值达到不同的测量流量值,基于发电机组电功率测试仪获取当前的发电机组电功率值包括:
当汽轮机调节阀全开后保持不变,逐浙关小热用户供汽调节阀,同时实时调整抽汽调节阀的开度,使供热蒸汽联箱蒸汽压力测量装置显示的蒸汽联箱压力值维持为0.4MPa;
供汽流量计显示值每降低30t/h时,将运行工况保持稳定,设置扩容器调节阀实时自动调节保持当前供汽流量计显示值,记录测量发电机组电功率的发电机组电功率测试仪的显示值,记录时间为10min,记录周期为30ms。
8.如权利要求7所述的热电联产机组运行区域的测试方法,其特征在于,所述控制热用户供气调节阀,使得供气流量值达到不同的测量流量值,基于发电机组电功率测试仪获取当前的发电机组电功率值包括:
通过逐浙关闭热用户供汽调节阀,实时调整关小抽汽调节阀的开度,直到热用户供汽调节阀和抽汽调节阀全关,获取机组带最大电功率。
9.一种热电联产机组运行区域的测试***,其特征在于,所述热电联产机组包括:锅炉、汽轮机高压缸、汽轮机中压缸、汽轮机低压缸、发电机组、凝汽器、发电机组电功率测试仪、供热蒸汽联箱和蒸汽扩容器,其中:所述锅炉和所述汽轮机高压缸基于供汽管道连接着,所述锅炉和所述汽轮机中压缸基于供汽管道连接着,所述汽轮机高压缸和所述汽轮机中压缸基于供汽管道连接着,所述汽轮机中压缸和所述汽轮机低压缸基于供汽管道连接着;所述汽轮机低压缸处设置有所述发电机组和所述凝汽器;所述凝汽器包括汽室和水室,所述水室连接有凝结水母管;所述供热蒸汽联箱通过抽汽管道连接至汽轮机抽汽口,所述供热蒸汽联箱通过第八供汽管道中的一路供给用户,一路与所述蒸汽扩容器连接;所述蒸汽扩容器通过一路管道连接至所述汽室,通过一路管道连接至所述水室;所述凝结水母管一路用于排水,一路连接至所述蒸汽扩容器;所述发电机组上的每一个发电机定子连接有电压转换器和电流转换器,所述电压转换器的输出端连接着所述发电机组电功率测试仪,所述电流转换器的输出端连接着所述发电机组电功率测试仪,所述测试***用于执行如权利要求1至8任一项所述的方法。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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